1、題型十四無機化學工藝流程綜合題 (建議用時：35分鐘)1硫酸錳在錳系產品中具有重要地位，一種由軟錳礦(mno2)和硫鐵礦(fes2)制備硫酸錳的流程如下：回答下列問題：(1)將軟錳礦、硫鐵礦和硫酸按一定比例放入反應釜中，攪拌，加熱保溫反應一定時間，其中攪拌、加熱的目的是_；從“除質2”后的溶液中得到mnso4固體的操作為_、降溫結晶、過濾和干燥。(2)如圖是在一定條件下，不同濃度的硫酸對各元素浸出率的影響，由此得出的相關結論是_；_。(3)除鐵劑為h2so5和氨水。h2so5中s的化合價為6，其中過氧鍵的數目為_，加入其目的是_。寫出fe3生成沉淀黃銨鐵礬nh4fe3(so4)2(oh)6的離

2、子方程式：_。(4)工業除質劑為mnf2，發生反應為(已知，該溫度下mnf2、caf2和mgf2的ksp分別為5.0103、2.01010、8.01011)：反應mnf2(s)ca2caf2(s)mn2反應mnf2(s)mg2mgf2(s)mn2若濾液中c(mg2)0.02 moll1，加入mnf2(s)，使ca2恰好沉淀完全，即溶液中c(ca2)1.0105moll1，此時是否有mgf2沉淀生成？_(填“是”或“否”)，原因是_(結合計算解釋)。2硼氫化鈉(nabh4)是有機合成中常用的還原劑。一種制備工藝如下(部分條件和產物省略)：回答下列問題：(1)mgh2和nabo2合成硼氫化鈉的化學

3、方程式為_。(2)難溶的mg2b2o5與濃氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為_。(3)socl2溶于水能產生兩種氣體，其中一種氣體能使品紅溶液褪色，則灼燒時加入socl2的目的是_。(4)已知鎂h2o2酸性燃料電池反應為mgh2o2h2so4=mgso42h2o。常溫下，電解質溶液為200 ml 0.1 moll1硫酸溶液。寫出正極的電極反應式：_。若電路轉移0.038 mol電子時，溶液ph為_(忽略溶液體積變化，不考慮h2o2電離)。(5)“有效氫含量”是衡量含氫還原劑的還原能力指標，定義為每克含氫還原劑的還原能力與多少克h2的還原能力相當。則nabh4的“有效氫含量”為_(結果保留兩位小數)

4、。(6)工業上，也可以利用nabo2、hcho和生石灰在加熱條件下制備nabh4，并得到副產物caco3，該反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為_。3五氧化二釩(v2o5)在冶金、搪瓷、磁性材料等領域有重要應用。實驗室以含釩廢料(含v2o3、cuo、mno、sio2、al2o3、有機物)為原料制備v2o5的一種流程如下：已知.含釩離子在溶液中的主要存在形式與溶液ph的關系如表所示：ph46688101012含釩離子vovov2ovo.25時，難溶電解質的溶度積常數如表所示：難溶電解質cu(oh)2mn(oh)2al(oh)3ksp2.21020410141.91033.nh4vo3在水中的

5、溶解度：20 、4.8 gl1；60 、24.2 gl1?；卮鹣铝袉栴}：(1)“焙燒”的目的是_。(2)“濾渣1”的用途為_(寫出一種即可)。(3)通過計算說明，常溫下，若“調ph”為7，cu2是否沉淀完全：_。(溶液中離子濃度小于105moll1時，認為該離子沉淀完全)(4)“沉錳”需將溫度控制在70 左右，溫度不能過高或過低的原因為_。(5)結晶所得nh4vo3需進行洗滌、干燥。合適的洗滌試劑為_；證明nh4vo3已洗滌干凈的實驗操作及現象為_。(6)“煅燒”時生成兩種能參與大氣循環的氣體，該反應的化學方程式為_。4tio2和catio3都是光電轉化材料，某研究小組利用鈦鐵礦(主要成分為f

6、etio3，還含有少量sio2等雜質)來制備，并利用黃鉀礬kfe3(so4)2(oh)6回收鐵的工藝流程如下：回答下列問題：(1)“氧化酸解”的實驗中，控制反應溫度為150 ，不同氧化劑對鈦鐵礦酸解率的影響如圖所示。50 min時，要求酸解率大于85%，所選氧化劑應為_；采用h2o2做氧化劑時，其效率低的原因可能是_。(2)“氧化酸解”的濾液中加入尿素co(nh2)2，tio2轉化為tio2，寫出相應的離子方程式：_，使用尿素而不直接通入nh3的原因是_。(3)寫出“高溫煅燒”中由tio2制備catio3的化學方程式：_。(4)使fe3恰好沉淀完全時，溶液中c(fe3)1.0105 moll1

7、，計算此時溶液的ph_。fe(oh)3的ksp1.01039、水的kw1.01014(5)黃鉀礬沉淀為晶體，含水量很少。回收fe3時，不采用加入氨水調節ph制得fe(oh)3的原因是_。5碲(te)常用于冶金工業，也是石油裂解的催化劑。工業上用精煉銅的陽極泥(主要含有teo2，還含有少量ag、au)為原料制備單質碲的一種工藝流程如下：已知：teo2微溶于水，易溶于較濃的強酸和強堿。(1)從濾渣a中分離出au的方法是_。(2)“沉碲”時控制溶液的ph為4.55.0，生成teo2沉淀。防止溶液局部酸性過強的操作是_。(3)寫出“堿浸”時發生反應的離子方程式：_。濾液b經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、

8、洗滌、干燥，得到的副產品是_(填化學式)。(4)為了提高“堿浸”的浸出率，宜采取的措施有_(寫兩條即可)?！八崛堋睍r要控制溫度，溫度不宜過高，原因是_。(5)寫出“還原”中發生反應的化學方程式：_。參考答案與解析1解析：(1)從“除質2”后的溶液中得到mnso4固體，是由溶液得到固體的過程，實驗操作為蒸發濃縮、降溫結晶、過濾和干燥。(2)根據圖示，ph越大，即硫酸濃度越小，各元素的浸出率越低，但錳元素有反常，即硫酸濃度與錳的浸出率相關性不完全一致。(3)根據化合物中各元素的正負化合價的代數和為0可知，h2so5中5個o總化合價為8。設2價氧個數為x，1價氧個數為y，則xy5，2xy8，解得x3

9、，y2。2個1價氧形成一個過氧鍵。h2so5含有過氧鍵，具有強氧化性，加入的目的是氧化亞鐵離子，便于之后除去。向溶液中加入氨水生成沉淀黃銨鐵礬，離子方程式為6nh3h2o3fe32so=nh4fe3(so4)2(oh)65nh。(4)根據ksp(caf2)c(ca2)c2(f)，ca2恰好沉淀完全時，c2(f)mol2l22.0105mol2l2，此時c(mg2)c2(f)ksp(mgf2)，因此會生成mgf2沉淀。答案：(1)使反應物充分接觸，加快反應速率蒸發濃縮(2)除錳外，硫酸濃度越低(高)，浸出率越低(高)硫酸濃度與錳的浸出率相關性不完全一致(3)1氧化亞鐵離子，便于之后除去6nh3h

10、2o3fe32so=nh4fe3(so4)2(oh)65nh(4)是ca2恰好沉淀完全時，c2(f)mol2l22.0105mol2l2，c(mg2)c2(f)ksp(mgf2)，生成mgf2沉淀2解析：(1)根據原子守恒，配平mgh2和nabo2合成硼氫化鈉的化學方程式：2mgh2nabo2nabh42mgo。(2)濾液最終提取出溶質nabo2，堿性條件下mg2形成濾渣氫氧化鎂。(3)依題意，其中一種氣體為so2，結合原子守恒以及mg2水解的特性，可推測另一產物為hcl，反應為socl2h2o=so22hcl，產生的氯化氫可抑制氯化鎂水解。(4)根據電池反應可知，電池正極發生h2o2的還原反

11、應：h2o22e2h=2h2o。n(h)0.04 mol，由電極反應式知，轉移1 mol電子消耗1 mol h，轉移0.038 mol電子時溶液中c(h)0.01 moll1，ph2。(5)1 mol(即38 g)nabh4做還原劑時，h元素由1價被氧化為1價，失去8 mol電子，與4 mol(即8 g)h2做還原劑時轉移電子數相等，故nabh4的“有效氫含量”為0.21。(6)該反應的化學方程式為nabo22hcho2caonabh42caco3，甲醛中的c為0價，被氧化為caco3中的4價，caco3為氧化產物，甲醛中的h為1價，被還原為nabh4中的1價，nabh4為還原產物，故氧化產物

12、與還原產物的物質的量之比為21。答案：(1)2mgh2nabo2nabh42mgo(2)mg2b2o5h2o2oh=2mg(oh)22bo(3)提供hcl抑制mgcl2水解(4)h2o22e2h=2h2o2(5)0.21(6)213解析：(1)由含釩廢料成分和流程圖中物質轉化關系知，“焙燒”的目的是除去有機物雜質，將v2o3氧化為v2o5。(2)“濾渣1”為sio2，可用于制光導纖維、制玻璃、制硅膠等。(3)由流程中信息知，“調ph”的目的是將al3和cu2分別轉化為al(oh)3、cu(oh)2沉淀，并使含釩離子主要以vo形式存在，常溫下，若“調ph”為7，溶液中c(oh)107moll1，

13、c(cu2)moll12.2106moll1105moll1，cu2沉淀完全。(4)“沉錳”所用試劑為nh4hco3，若溫度過低，反應速率慢，nh4vo3可能提前結晶析出導致產率低；溫度過高，nh4hco3分解導致原料利用率低。(5)由nh4vo3的溶解度數據知，洗滌nh4vo3晶體可用冷水。nh4vo3上可能附著nh、hco、so等，故證明nh4vo3已洗滌干凈的實驗操作及現象為取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加bacl2溶液，無明顯現象，證明nh4vo3已洗滌干凈。(6)由nh4vo3的組成和題給信息知，“煅燒”時生成的兩種能參與大氣循環的氣體為n2和h2o，“煅燒”時有o2參加反應

14、，反應的化學方程式為4nh4vo33o22v2o52n28h2o。答案：(1)除去有機物雜質，將v2o3氧化為v2o5(2)制光導纖維、制玻璃、制硅膠(任寫一種即可)(3)“調ph”為7，溶液中c(cu2)moll12.2106moll1105moll1，cu2沉淀完全(4)溫度過低，反應速率慢，nh4vo3可能提前結晶析出導致產率低；溫度過高，nh4hco3分解導致原料利用率低(5)冷水取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加bacl2溶液，無明顯現象，證明nh4vo3已洗滌干凈(6)4nh4vo33o22v2o52n28h2o4解析：(1)根據題目要求，結合圖像在50 min時酸解率大于8

15、5%的氧化劑有kmno4和kclo3，但kmno4做氧化劑引入mn2，對后續的物質分離造成干擾，故選用kclo3做氧化劑。產物中的fe3可以催化h2o2的分解，所以采用h2o2做氧化劑時效率低。(2)由題中信息可知ti元素的化合價并沒有發生改變，該反應為非氧化還原反應，在酸性環境中，c、n元素的產物為co2、nh，反應的離子方程式是tio2co(nh2)22h2otio2co22nh。由于fe3開始沉淀需要的溶液ph很小，直接通入nh3會使溶液ph快速增大，容易使fe3沉淀，所以使用尿素而不直接通入nh3。(3)由題中信息可知，制備catio3為非氧化還原反應，根據元素守恒，剩余產物為hcl、

16、h2o，反應的化學方程式是tio2cacl22h2ocatio32hclh2o。(4)根據fe(oh)3的ksp1.01039和溶液中c(fe3)1.0105 moll1，溶液中oh的濃度為 moll11.01011 moll1，所以ph約為3。(5)氫氧化鐵為絮狀沉淀不易從溶液中分離，所以不采用加入氨水調節ph制得fe(oh)3。答案：(1)kclo3在溫度較高時h2o2易分解(或產物中的fe3可以催化h2o2的分解或h2o2氧化能力弱，其他答案合理也可)(2)tio2co(nh2)22h2otio2co22nh避免將溶液中的fe3沉淀(3)tio2cacl22h2ocatio32hclh2o(4)3(5)fe(oh)3絮狀沉淀不容易分離5解析：(1)濾渣a的主要成分是金、銀，金不溶于硝酸。(2)為了避免溶液局部酸性過強，應緩慢加入稀硫酸，同時攪拌，并檢測溶液的ph。(3)二氧化碲類似so2，與氫氧化鈉反應生成亞碲酸鈉?！皦A浸”時加入naoh溶液，“沉碲”時加入稀硫酸，